热处理对SLM H13钢组织和摩擦磨损性能的影响

系统探讨了热处理对选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备的H13工具钢的微观组织和摩擦磨损性能的影响。基于780℃和830℃2种热处理温度,通过改变热处理条件来研究其对SLM-H13钢微观结构和摩擦磨损性能的影响。试验采用电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度测试及摩擦磨损试验等方法进行材料表征。研究发现,热处理显著改变了材料的微观组织,780℃和830℃热处理的样品展示了不同的组织演变,组织变化导致磨损性能也有所不同。在室温下,未经热处理的SLM-H13钢表现出细小的细胞状网格和柱状晶体结构,这些特征是SLM工艺快速凝固过程的典型结果,同时显示出最优的摩擦磨损性能,具有较低的摩擦系数和磨损率,其磨损机制主要为磨粒磨损。对经过780℃和830℃热处理的样品进行了系统分析,结果表明热处理显著改变了SLH-H13钢的微观结构,主要表现为熔池边界逐渐消失、晶粒出现粗化、晶界开始均匀重组,此外,残余奥氏体和马氏体的晶体取向也发生了演变,这些微观结构的变化对摩擦磨损性能有直接影响,表现为780℃和830℃的磨损率都较打印态样品的磨损率出现了增加,其磨损机制为磨粒磨损与疲劳磨损,随着热处理温度升高还表现出氧化磨损的特征。研究表明,适当的热处理可以调整SLM-H13钢的微观结构,但对其磨损性能的提升作用有限,这一发现对于SLM H13钢在苛刻工况下的应用提供了重要的微观机制理解和指导。